Construcción de péptidos cíclicos usando un centro de sulfonio en la correa

Las interacciones proteína-proteína (IBP)¹ desempeñan un papel fundamental en la investigación y el desarrollo de fármacos. La construcción de péptidos estabilizados con una conformación fija por medios químicos es uno de los métodos más importantes para desarrollar motivos miméticos de IBP². Hasta la fecha, varios péptidos cíclicos que se dirigen a los IBP han sido desarrollados para uso clínico³. La mayoría de los péptidos están restringidos a una conformación de α hélice para disminuir la entropía conformacional y mejorar la estabilidad metabólica, la afinidad de unión al objetivo y la permeabilidad celular ^4,5. En las últimas 2 décadas, las cadenas laterales de Cys^6,7, lisina ^8,9, triptófano 10, arginina 11 y Met ^12,13 se han insertado en aminoácidos no naturales para fijar el péptido en una conformación cíclica. Tales péptidos cíclicos pueden dirigirse a un espacio químico único o sitios especiales, desencadenando así una reacción covalente para formar la unión covalente proteína-péptido^14,15,16,17. En un informe reciente de Yu et al., una cloroacetamida se ancló en el dominio de los ligandos peptídicos, asegurando una reacción de conjugación covalente con excelente especificidad proteica¹⁸. Además, Walensky et ^al.19 incorporaron ojivas electrofílicas, como la acrilamida y el fluoruro de arilo sulfonilo (_ArSO2F), a péptidos para formar inhibidores covalentes peptídicos estabilizados y mejorar el efecto antitumoral de los inhibidores peptídicos. Por lo tanto, es muy importante introducir un grupo funcional adicional para modificar covalentemente los ligandos proteína-péptido²⁰. Estos grupos no solo reaccionan con proteínas en la cadena lateral, sino que también estabilizan la estructura secundaria del péptido²¹. Sin embargo, la aplicación de proteínas modificadas covalentemente inducidas por ligandos peptídicos es limitada debido a la complicada ruta sintética y a la unión no específica de los grupos químicos^22,23. Por lo tanto, se requieren urgentemente estrategias efectivas para la síntesis de péptidos cíclicos.

Inspirado en las múltiples estrategias de péptidos cíclicos 2,24,25,26^, este protocolo intenta desarrollar un método simple y eficiente para estabilizar péptidos. Además, observamos que el grupo de cadena lateral de un péptido estable podría reaccionar covalentemente con una proteína diana cuando estaba espacialmente cerca de los ligandos peptídicos. La falta de Met modificado químicamente fue cubierta por el grupo de Deming en 2013 mediante el desarrollo de un nuevo método para producir metionina²⁷ peptídica modificada selectivamente. Basándose en estos antecedentes, Shi et al. se centraron en el desarrollo del cierre de anillo de cadenas laterales para formar un centro de sal de sulfonio. Cuando el ligando peptídico se combina con la proteína diana, el grupo de la sal de sulfonio reacciona covalentemente con la proteína Cys espacialmente cercana. En los últimos años, Shi et al. han diseñado un nuevo método para estabilizar el péptido cíclico²⁸. La sal de sulfonio en el péptido cíclico se redujo mediante un agente reductor con un grupo sulfhidrilo que se redujo reversiblemente a Met. Sin embargo, la reacción tuvo una baja eficiencia, lo que fue perjudicial para los estudios de aplicación biológica posteriores. En el estudio actual, se diseñó una reacción de cierre de anillo Met-Cys y bromuro de propargilo-Cys, con una sola sal de sulfonio restante en la cadena lateral del péptido cíclico. La sal de sulfonio actuó como una nueva ojiva que reaccionó covalentemente con la proteína Cys en proximidad espacial. Brevemente, un péptido mutado Cys y Met fue ciclado por alquilación intramolecular, lo que resultó en la generación de un centro de sulfonio en la correa. En este proceso, la formación de un puente de cadena lateral fue crítica para los péptidos cíclicos. En general, este protocolo describe una ciclación peptídica detallada a base de sulfonio que se logra utilizando condiciones de reacción y operaciones simples. El objetivo es desarrollar un método potencial para otras aplicaciones biológicas amplias.